生物与医学中的复杂性问题(2)

        中医研究院刘德鳞教授在“复杂系统的中医学思考”专题报告中，介绍了中医学处理人体系统中应用的思维观和方法论，如系统结构的虚化、系统运动的模化、系统状态的约化，和系统模型的实化（可检验化）等。指出中医研究人体复杂性时充分考虑到不同的目标，不同的问题，选择适当的数据。认为从中医研究中可以提炼出研究复杂系统的一个重要思路是“有限地还原，有效地综合”。他还提出了多学科合作研究脉学的建议，此项研究需要几个学科如血管的研究、流体力学研究、神经科学研究领域学者的合作。

        国际著名的数学家丘成桐先生特地向会议发来了有关“面部望诊与计算机几何图形分析”的书面报告。他认为中医的发展需要吸收其它学科的先进知识和方法，建议应用波动光学方法实时获取人脸几何数据，利用微分几何方法对人脸表情的特征参数进行提取和分析，来实现中医的“计算机模拟望诊”。

        生物系统中复杂性问题

        生物物理所陈润生研究员在“基因组的复杂性”中心议题报告中，介绍了生物基因研究的一个新方向，对DNA非编码区的研究。生物体的复杂结构和功能不仅仅是由基因决定的，也是由基因组中大量的非编码信息和非编码基因决定的。他们研究团队建立了国际上最新的非编码基因数据库，发展了相应的软件及检索系统，其中突出贡献是建立了非编码基因的分类系统。他以具体研究为例，说明后基因组时代对功能理解的本质发生了重要变化，即从“序列→结构→功能”到“相互作用→网络→功能”。因此生物体的复杂结构和功能不仅仅是由基因决定的，也不仅仅是由基因组中大量的非编码信息决定的，而是由这些元素在生物体各个层次上复杂、动态的相互作用决定的。

        北京大学佘振苏教授在“生物基因组复杂结构信息及其演化探索”专题发言中，对生物复杂性的特点进行了总结和概括：生物结构具有多尺度跳跃性；生物运动具有多时间尺度性；生物多尺度运动之间似乎存在许多未知的相关，生物整体存在特殊的自组织性。研究把握生物系统的自组织性，是生物医学研究中“纲举目张”的思路。他还介绍了对生物基因翻译编码共性的提炼中发展的原核基因结构的MED模型及原核基因预测的MED系统。说明MED方法不仅预测了DNA序列中的基因，而且还预测了一系列与物种翻译转录相关的信息，为研究物种进化提供了有效的工具。

        来自美国Affmetrix公司的黄静博士在“使用高密度DNA生物芯片在全基因组水平上研究染色体变异”的专题报告中，指出很多实体性肿瘤中观察到染色体数量的变化，在血癌中常观察到染色体易位，染色体数量的变化还常和发育异常及智障相关联。利用高密度DNA生物芯片的优势，可以同时得到基因型及染色体数量的信息，是具有广泛应用前景的生物分析技术。

        脑与认知中的复杂性问题

        大连理工大学王兴元教授在“EEG复杂性研究中的混沌分析方法”的中心议题报告中，指出EEG信号是中枢神经系统自发产生的生物电活动，它包含了丰富的神经系统状态和变化的信息，因而在临床和神经电生理研究中得到了广泛的应用。他对缺氧窒息而引起的中枢神经损伤实验中EEG信号和EEG动力学模型中的混沌现象的研究进行了讨论，说明动力学模型方法对于研究大脑正常生理和病理状态的意义。他还提出利用EEG信号研究脊椎动物演化模式的设想及用EEG的混沌运动特征来表征动物智能进化的设想，认为此项研究将对阐述达尔文的进化理论提供新的切入点。

        中科院研究生院卓彦研究员在“脑功能成像：可望带来脑研究重大突破的利器”的专题报告中，介绍近十年来人脑研究的一些新技术，如在人类脑功能区作图领域中的功能磁共振成像、正电子发射断层成像、高分辨率的脑电图、高分辨率的脑磁图等。这些新技术是研究人的认知和智力的“望远镜”和“显微镜”，对于人类自身特有的精神和认知活动的认识，对新型人工智能信息处理系统的设计，对大脑生理和心理疾病的防治，对于人类智力的开发和知识经济的发展，正在产生重要作用和影响。

        北京大学韩世辉教授在“认知神经科学中的复杂性”的专题报告中，介绍了人的心理在多个层次、多个层面的复杂活动，如知觉、注意、记忆、语言、情绪、意识等。由于心理活动与社会活动的密切关系，近年来还产生了一系列跨学科的研究领域，如社会认知、神经学与政治决策、神经经济学等。他认为目前对脑成像数据的分析方法还是经典统计的方法，没有完全挖掘出数据中关于与大脑认知功能相关的特性。因此应结合数学、物理学、计算机科学、认知科学和认知神经科学等多学科，进一步发展脑成像数据分析方法，发觉脑成像数据的深刻意义，是一个有重要意义的发展方向。

        华东理工大学王行愚教授在“脑控及其应用”的专题报告中，介绍了近年来控制领域的一项重大突破——“脑控系统”的实现和发展。脑控系统，即基于脑电信号的人机融合控制系统，直接以脑电信号为基础，通过脑机接口来实现控制。“脑控”研究涉及神经科学、计算机科学、控制科学和心理学等多学科交叉。相关研究已经开发出了利用大脑的思维、通过电子接口来控制各种设施的运动状态，并取得预定效果的“脑控技术”，这项技术在医疗等多个方面具有重要的应用价值。

        复杂系统研究方法探讨

        戴汝为院士在“从中医的‘四诊’谈人-机结合的综合集成法”的中心议题报告中，指出中医的“四诊”是把握系统整体特性的典型方法，通过望、闻、问、切的感知建立子模式，再形成与各种病症对应的模式类——立“象”，这是多维的自下而上的综合集成过程。他还介绍了从定性到定量的综合集成法：将专家群体（各种有关的专家）、数据和各种信息与计算机技术有机结合起来，把各种学科的科学理论和人的经验知识结合起来，在解决复杂性问题时发挥这三者构成的系统的整体优势和综合优势。他们以此为依据建立了以综合集成为基础的数字空间研讨厅体系CWME智能系统。该系统及软件在2003年9月维也纳国际应用系统分析研究所的复杂系统建模研讨会上引起各国专家的很大关注。与会专家们认为，对于许多复杂现象，利用专家群体、海量数据和计算机分析技术相结合的研讨厅体系的方法，可能是比较有效的。   (责任编辑：泉水)

搜索

热门标签:

生物与医学中的复杂性问题(2)